Question

20．學(xué)習(xí)“焦耳定律”后小明想到兩個(gè)問(wèn)題：如果用兩種液體來(lái)做實(shí)驗(yàn)會(huì)怎樣？如果將兩個(gè)電阻并聯(lián)又會(huì)怎樣？于是他用一個(gè)電壓恒定的電源，兩個(gè)電加熱器等相關(guān)器材進(jìn)行探究，其中兩個(gè)電加熱器的電阻分別為R₁、R₂（R₁＜R₂，不計(jì)熱量損失）．
（1）請(qǐng)你幫小明完成這兩個(gè)問(wèn)題的探究．
①他在兩個(gè)燒杯中分別放入質(zhì)量和初溫均相等的純水和煤油，如圖是他組成電路的一部分．通電一段時(shí)間后，電阻R₂（選填“R₁”或“R₂”）應(yīng)放出的熱量多．但小明卻發(fā)現(xiàn)甲杯中溫度升高得快．你認(rèn)為產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是煤油的比熱容小（或水的比熱容大）．
②待兩個(gè)電加熱器冷卻后，小明用剛才的實(shí)驗(yàn)器材組成了并聯(lián)電路，他在兩個(gè)燒杯中都更換成質(zhì)量和初溫相等的煤油，同時(shí)工作一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)R1所在燒杯中的煤油溫度升高得快，這說(shuō)明當(dāng)電壓相同時(shí)，電阻越小，產(chǎn)生的熱量越多．
（2）小明想到，生活中的一些大功率用電器．如電爐、空調(diào)等，在使用插座時(shí)，有時(shí)會(huì)燒壞插座，有經(jīng)驗(yàn)的電工只需將原來(lái)的鋼質(zhì)插頭更換成銅質(zhì)插頭，這樣就可以解決問(wèn)題．這是因?yàn)殂~質(zhì)插頭的電阻比鋼質(zhì)插頭的電阻小，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量少．

Answer 1

分析 （1）①圖示中兩電阻串聯(lián)，通過(guò)的電流相同，根據(jù)焦耳定律可知在相同的時(shí)間內(nèi)，電阻大的產(chǎn)生的熱量多；但是因?yàn)樗�的比熱容比煤油的大，吸收相同的熱量，煤油的溫度升高的多�?br />②若兩電阻改為并聯(lián)，同時(shí)工作一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)R₁所在燒杯中的煤油溫度升高得快，說(shuō)明R₁放出的熱量多；因?yàn)橥�電時(shí)間相同、電阻兩端電壓相同，電阻小的產(chǎn)生的熱量多，據(jù)此回答．
（2）將原來(lái)的鋼質(zhì)插頭更換成銅質(zhì)插頭，導(dǎo)致插頭的電阻減小，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量少．

解答 解：（1）①?gòu)膶?shí)驗(yàn)裝置中可以獲悉，小明將兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，通過(guò)兩個(gè)電阻的電流相等，在相同的時(shí)間內(nèi)，電阻大的產(chǎn)生的熱量多，故電阻R₂產(chǎn)生的熱量多；當(dāng)煤油和水的初溫、質(zhì)量和吸收的熱量相同時(shí)，煤油的比熱容小，溫度上升的快，水的比熱容大，溫度上升的慢一些．
②將這兩個(gè)電阻改為并聯(lián)后，根據(jù)控制變量的思想，他在兩個(gè)燒杯中都更換成質(zhì)量和初溫相等的煤油，
通電時(shí)間相同，煤油的溫度上升的快，說(shuō)明煤油吸收的熱量多，原因是兩個(gè)電阻并聯(lián)后，它們兩端的電壓相同，電阻小的產(chǎn)生的熱量多．
（2）將鋼質(zhì)材料的插頭更換成銅質(zhì)材料的插頭后，銅質(zhì)材料的電阻小，導(dǎo)致在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量小的原因．
故答案為：（1）R₂；煤油的比熱容比水的比熱容�。虎谫|(zhì)量；初溫；電壓；��；（2）��；少．

點(diǎn)評(píng) 此題是一道綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)探究題，難度較大一些，在解答時(shí)，學(xué)生關(guān)鍵明確實(shí)驗(yàn)中通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)反映物體吸收熱量的多少，這種研究問(wèn)題的方法為轉(zhuǎn)換法，從中也體會(huì)控制變量法在此實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．是中考的熱點(diǎn)題．